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国产AI算力数据中心全景解析
糖芯儿 / 02月21日 13:15 发布
2月20日晚间，阿里巴巴发布了截至2024年12月31日的2025财年第三财季财报。财报显示，营收为2801.54亿元，市场预期为2793.4亿元。同比增长8%，增幅超出市场预期。其中，云服务业务的季度收入增速创下近两年来的最高水平。 阿里巴巴集团CEO吴泳铭在2025年第三财季上表示，未来三年，将成为阿里集团有史以来投资力度最大的周期，在AI和云计算的基础设施建设方面，阿里计划在云和AI的基础设施投入预计将超越过去十年的总和。 算力基础设施建设成为本轮国产AI的重点，以阿里巴巴为代表的国内互联网巨头正在引领开启AI基建新一轮大规模投资。 本文重点解析算力基建核心环节：AI数据中心。 01 AI数据中心概览 AI大模型降本增效推动算力需求爆发增长，驱动数据中心向“智算中心”转型。 AIDC（人工智能数据中心）是专门为人工智能计算任务提供算力服务、数据服务和算法服务的新型算力基础设施。 AIDC和通用数据中心对比： AIDC和通用数据中心相比主要在搭载芯片类型、应用场景、机柜功率等方面存在显著差异。 芯片类型：通用数据中心主要搭载CPU芯片，主要适用于一般性计算需求；AIDC普遍采用CPU+GPU形式的异构服务器，提供矩阵运算的高性能计算能力，用于深度学习、机器学习以及大规模数据处理任务，如自动驾驶、科研计算、生成式AI智能语言模型等领域，处理的计算任务通常较为复杂。 机柜功率：通用数据中心单机柜功率相对较低，一般在2-10KW；AIDC单机柜功率较高，通常在12-24KW或以上，当前AI对算力需求的持续攀升，单机柜功率还将进一步提升。 02 AI数据中心建设市场格局
当前全国智算中心建设热潮加速，据统计，已有140多个项目分布在至少23个省市，北京、杭州、苏州、成都等仍是建设主力，三四五线城市也逐渐被覆盖。国外智算中心以公有云部署为主，由AWS、微软、英伟达等科技巨头主导。 国内智算中心的建设和运营覆盖多个领域和厂商，除了大型互联网企业如阿里云、腾讯云、百度云等云服务商外，还包括三大运营商以及第三方领域玩家。
传统的IDC企业也在加速转型为AIDC。整体市场格局来看，AIDC更强调生态协同及规模，算力服务企业头部厂商在AIDC建设及运维优势更显著。据信通院数据，总体规模排名前十的IDC厂商包括万国数据、秦淮数据、润泽科技、世纪互联、数据港、普洛斯、中金数据、有孚、光环新网和浩云长盛。万国数据、秦淮数据、润泽科技、世纪互联、数据港等总体规模指数排名靠前的IDC厂商在集约发展指数和能力建设指数中的排名中也保持领先。 国内部分AIDC项目：珠西科学城智算基地与珠海高新区、中国电信、中国移动、中国联通、华发集团合作，旨在打造高性能算力设施“超强大脑”，首期预计年底建成2000P算力规模，将为珠海市“云上智城”建设、珠西科学城产业培育发展提供坚实算力基础；淮海智算中心目标算力规模300PFLOPS，与浪潮集团合作，总体投资10亿元，全面建成后其智能算力性能将达30亿亿次每秒；豫东南智算中心与莲花控股、周口移动等签约，一期项目将依托周口移动已有机房快速落地，二期项目基于莲花控股园区新建IDC及智算中心。 03 AI数据中心产业链
AI数据中心连接上下游软硬件生态，国产生态链加速适配完善。涵盖建设土建基础设施、核心硬件服务器、芯片、网络设备中的交换机、路由器和光模块等；电力供应设备、机柜机架以及AI平台软件等。AI服务器
AI服务器是数据中心的基础硬件设施。AI算力芯片是AI服务器的核心，分为通用型AI芯片和专用型AI芯片。 通用型AI芯片主要包括CPU、GPU、DSP、FPGA等，专用型AI芯片主要包括TPU、NPU、ASIC等。 按应用场景，AI服务器可分为训练和推理两种。 在AI大模型发展早期，AI服务器需求以模型训练为主，训练型服务器占据市场主体地位；随着生成式AI应用发展，预计未来推理型服务器将逐渐成为市场主流。
液冷服务器在高功率密度服务器场景下，为了解决机柜间的散热需求，液冷方案逐渐兴起。 相比于风冷，液冷散热能力更强，同时可以降低数据中心的PUE。 液冷服务器采用液体冷却技术的服务器系统，通过将液体注入服务器内部，利用冷热交换原理将服务器产生的热量带走，从而实现高效散热。 据IDC圈统计的数据，截至2024年11月，统计的42个液冷智算中心项目中，35个为2024年新增，液冷智算中心建设落地呈加速趋势。运营主体看，在统计的42个液冷智算中心中，三大运营商项目占11个，政府及国企项目9个，龙头企业7个项目，科技公司6个项目，上市公司共4个项目。 国内厂商浪潮信息、新华三、宁畅、中科曙光、曙光数创、中兴通讯、高澜股份、英维克、中国长城、广东合一等厂商是液冷技术不同路线的代表厂商。 中科曙光自2011起开始探索液冷技术，承建的液冷数据中心已经落地了数十座，累计建设规模超过200兆瓦；新华三早在2017年就已经在R4900G2机架服务器上做了冷板预研；浪潮信息在2022年提出了“Allin液冷”战略，全栈布局液冷技术；英维克布局液冷全链条解决方案。 液冷上下游产业链各环节入局者众多，飞荣达、依米康、科华数据、光迅科技、网宿科技、工业富联、拓息等一众厂商在各细分领域都有参与布局；近年来第三方厂商也加速进入这一市场，专业温控厂商英维克、申菱环境、高澜股份、同飞股份等已有多个项目成功落地。 AI数据中心电力供应设备
随着AI算力需求的急剧增长，带动数据中心电力设备的强劲需求。在AIDC运营中，供电问题成为难点之一，一旦电力出现故障，很容易导致服务大规模中断造成数据丢失等问题。在此背景下，大型互联网厂商如字节跳动等正在加速自建电力数据中心，而电源作为数据中心电力系统的核心组成部分也提供重要保障。 机柜内电源（AI服务器电源） 机柜内电源具备高功率密度能在有限的空间内提供足够的电能。市场格局方面，目前中国台资企业占据了全球电源主要市场份额。据MTC数据显示，在全世界前16大电源厂商中，中国台湾地区厂商占据了7席，其中，台达电子位居首位，市占率约为69%；光宝科技紧随其后排名第二，市占率约为15%-20%。中国大陆企业中，仅有麦格米特和欧陆通跻身榜单。 机柜外电源（UPS/HVDC） 机柜外电源安装在机柜外部，为数据中心或是特定区域内的IT设备提供稳定电能的电源设备。 UPS：是含有储能装置，以逆变器为主要组成部分的恒压恒频的不间断电源，为设备提供恒压恒频的不间断电源；其响应时间为毫秒级，稍慢但稳定。该环节相关布局厂商包括科华数据、禾望电气、中恒电气、科士达、英威腾、维谛技术等。 传统的UPS技术成熟可靠性高，但需经过AC/DC-DC/AC两级变换，而HVDC仅需AC/DC一次变换，因此效率更高。 HVDC电源：即高压直流电源，是采用直流电进行供电的技术。近年来，中国电信、中国移动、中国联通等各大移动运营商都在大力推广HVDC电源，以提升数据中心的能效和可靠性；国内互联网大厂也在主推HVDC-巴拿马电源，其集成度和效率均优于传统的UPS和HVDC方案。中恒电气、科华数据、动力源、禾望电气等厂商在该领域都有所布局。 备用电源：柴油发电机、BBU 数据中心传统备用电源布局为“UPS+柴油发电机”组合方案”，BBU后续有入局替代UPS的机会. 柴发：为数据中心重要备电应急方案，柴油发电机是以柴油为燃料的小型发电设备，能够持续供电，其中发动机是最核心部件，占总造价的80%左右。当前国内头部厂商潍柴动力、玉柴机器等扩产，以及AI发展趋势下国内数据中心应用巨头资本扩张，国内厂商供应份额有望提升。 BBU：作为备用电源系统，通过锂离子电池提供短期供电保障。采用5+1的冗余架构，一组BBS（电池备份系统）包含六个BBU模块和一个PMI监控模块，电池多为18650锂电池；切换速度在毫秒级，可靠性强；较UPS切换速度更快，但持续能力稍弱。市场格局方面，BBU电池市场当前以日韩主导蔚蓝锂芯、亿纬锂能等厂商在该环节有所布局。 超级电容：是介于传统电容器和电池之间的电化学储能装置，能“瞬时”提供功率补偿且响应更快，有望成为备电组合新成员。国内厂商江海股份、法拉电子、风华高科、振华科技等众多厂商都在该领域有所布局。 网络端设备
算力化趋势带动网络互联需求。网络设备是AI数据中心内部和外部通信的关键组件，负责实现数据的高效传输和交换。 主要包括光模块、交换机、路由器等多种类型。 光模块 AI大模型的训练和推理应用需要海量并行数据计算，对AI服务器的网络带宽提出更大的需求，进而推升高速光模块需求。 当前光模块朝着更高的速率的趋势发展。从1.25Gbit/s发展到2.5Gbit/s，再到10Gbit/s、40Gbit/s、100Gbit/s、单波长100Gbit/s、400Gbit/s乃至1T。 各速率光模块占比： 
资料来源：Coherent全球光模块市场格局中，据Lightcounting的最新排名，2023年中际旭创光模块排名升至全球第一。Coherent和旭创科技分别在多模和单模应用领域处于领先地位。2018年，大部分日本和美国供应商退出了这一市场，而以中际旭创为首的中国供应商的排名有所提升。 中国厂商的整体表现来看，共有7家厂商入围。2023年，旭创科技（排名第1）、华为（排名第3）、光迅科技（排名第5）、海信宽带（排名第6）、新易盛（排名第7）、华工正源（排名第8）、索尔思光电（排名第9）。
???????? 算力产业链核心赛道：高速光模块全景解析
资料来源：Lightcounting硅光：在更高速率的光模块加速演进路径下，硅光应用也得以加速发展。目前外置CW光源是硅光光模块的主流方案，且可进一步应用于CPO等场景，CW光源需求量有望进一步发展。国内厂商源杰科技提供包括大功率硅光光源产品在内的多种产品；仕佳光子不同型号的CW光源已在部分硅光高速光模块中得到小批量应用；长光华芯也亮相了100mWCWDFB大功率光通信激光芯片新品。此外，光器件厂商太辰光、光迅科技等也在积极布局硅光。设备配套相关厂商包括罗博特科、杰普特等。 未来硅光技术引入高性能计算平台： 
铜连接：铜缆高速连接是数据中心内部互联的重要组成部分。铜缆方案用于AI短距传输，改变传统GPU的内部连接方式。2024年3月，英伟达在GTC大会上发布了AI芯片GB200以及与之配套的NVL72/NVL36机柜，首次将铜缆引入机柜内连接中。英伟达新一代服务器GB300进一步优化铜缆连接方案，内部采用了铜缆+背板的连接方式。同时，AEC渗透有望带来铜连接材料需求量提升。
该领域国内主要参与厂商包括兆龙互联、博创科技、沃尔核材、瑞可达、神宇股份、立讯精密等；高速背板连接器主要参与厂商包括华丰科技、意华股份、庆虹电子、中航光电、陕西华达、神宇股份等。
英伟达GB300图示：
资料来源：英伟达 交换机 在数据中心中主要负责连接服务器、存储设备等网络设备。 产业链维度来看，交换机产业链上游主要包括芯片、电子元器件供应商与交换机代工商，产业链中游为交换机品牌商（白盒与非白盒），下游为重点应用客户。 商用以太网交换芯片市场主要由博通、Marvell与Realtek主导，国内厂商盛科通信在商用以太网交换芯片国内排名第一，全球第四。 国内交换机行业集中度较高，呈现寡头竞争的竞争格局。华为、新华三和锐捷网络占据大部分的市场份额，思科和中兴通讯紧随其后。 品牌商方面，新华三2024年10月发布业界首款1.6T智算交换机，800G交换机开始小批量出货；锐捷网络订单集中于字节、阿里、腾讯等Tier1互联网客户智算中心建设领域，800G交换机实现对于Tier1互联网客户的小批量发货；中兴通讯51.2T盒式交换机已实现在互联网厂商侧规模商用。代工商方面菲菱科思与新华三等客户中高端交换机业务合作稳步推进；共进股份800G交换机已开始陆续交付。 液冷交换机方面，阿里和锐捷网络合作产品LiquidTigatron交换机采用先进的液冷技术；新华三提供多种型号的液冷交换机，如S5500V2-52C-EI等。 当前全球AI算力军备竞赛正在开启，国内以阿里巴巴和字节跳动为代表的互联网巨头加大资本投入，国内厂商有望加速掀起新一轮AI变革浪潮。乐晴智库精选
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